CS228191B1 - Air screen for radiation thermometer - Google Patents

Description

Vyplaz se týká vzduchové clony radiačního teploměru pro měření teploty potybujícího se ploSného útvaru při jeho euSení nebo ohřevu, zejména pro měření teploty textilie při su Sení . a fixaci, uspořádané před vstupním okénkem radiačního teploměru.

Radiační teploměry jsou již dnes běžnou součástí - systémů pro měření a regulaci těch technologických procesů, u nichž dochází k ohřevu či - sušení kontinuálně se pohybujícího mttriálu v uzavřených pecích, jako - je např. granulované krmivo či potraviny, polymerní fólie, papír, textilie apod. Zplodiny tohoto ohřevu či suSení, uvolňované z maatriálu jsou pak včetně vodní páry odváděny suSicím prostředím, kterým je nejčastěji vzduch.

Uredená zplodiny technologického procesu, dále jen zplodiny, jsou tvořeny nejčaatěji parami - organických olejů, oligomery organických látek apod., a usazuj se na všech vnitřních plochách pece či sušárny a kondenzují rovněž na vstupním okénku či objektivu radiačního teploměru. Tato kondenzace je velmi nežádoucí, nebot zkondenzované zplodiny jsou pro infrazáření nepropustné a signál teploměru postupně klesá.

Přes uvedené nebezpečí kondenzace zplodin na objektivu radiačního teploměru, dále jen teploměru, jsou tyto teploměry značně rozšířené a to pro - výhodu bezkontaktního snímání teploty a dále pro nízkou časovou konstantu a pro relativně snadnou instalaci měřicího systému.

Mezi nevýhody patří zmíněné zhoršování optické propuutnnsti objektivu, absorbace infrazáření v prostředí - mezi předmětem a teploměrem a dále závislost výstupního údaje na emiiavitě snímaného předmětu.

Nebezpečí kondenzace zplodin na objektivu teploměru řeší známí výrobci těchto polymerů. měrů příčiýfa ofUkem, neboli příčnou vzduchovou clonou, instalovanou před vstupním okénkem teploměru. Uvedená clona podle známého provedení obsahuje ventilátor a obdélníkové potrubí, z něhož vystupuje chladný proud z vnějšího prostředí nasávaného vzduchu a to ve směru v podstatě kolmém - na optickou osu teploměru. Příčné proudění strhává část vnitřního znečistěného prostředí a výsledný proud vzduchu vystupuje opět převážně do vnějáího prostře- * dí, tj. do prostředí ve vnějším okolí technologického, dále jen sušicího stroje.

Mnooetví vyfukovaného vzduchu závisí na geomeeri.i a optickém systému teploměru. U známých zařízení vybavených klasiclým ' optickým systémem, tj. spojnou - čočkou nebo dutým zrcadlem a u nichž tyto optické systémy z důvodu nízké citlivosti vlastního čidla musí být značně rozměrné, je i množní vzduchu vyfukovaného vzduchovou clonou značně velké.

Toto velké mwoství chladného vzduchu nelze vyfukovat např. do vnitřního prostoru sušicího stroje, nebol by se značně zhornla tepelná bilance stroje.

Poožžtí vzduchové clony u známých zařízení téměř odstraňuje nebezpečí kondenzace zplodin na výstupním okénku teploměru, avšak narůstá spotřeba energie, nutná k dopravování značného mrnožtví vzduchu vzduchovou clonou, roste kompXlKovanos^ a rozměry teploměru včetně clony a zůstávají nevýhody absorpce záření sušičíp prostředím a závvslosti výstupního signálu ne emi^tě měřeného pattaiálu.

Nevýhodu energetické náročnost, značných rozměrů a zejména absorpce ^^ozáření v prostředí mmzi měřeným předmětem a teploměrem částečně odstraňuje vzduchová clona podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že je tvořena prstencovou tryskou, vyústěnou směrem k optické ose radiačního teploměru, přičemž vnější okraj prstencové trysky je vyústěn do tlakové komory oblk.opuujcí. prstencovou trysku po celém jejím vnějším obvodě, přičemž prstencová trysky je uložena souose s optickou osou radiačního teploměru.

Výhodou vzduchové clony podle vynálezu je zejména značné zvýšení spoleth.ivosti a - stability míjení pomocí radiačních teploměrů. Daaší- výhodou je prodloužení intervalu čištění vstupního - okénka radiačního teploměru a tím z^šení prod^^^vity celého zařízení, na němž je radiační teploměr umístěn.

. Vzduchová clona podle vynálezu je schapPticCy znázorněna na přiloženém výkrese, v řezu, spolu s celým technologc^ým uzlem, sloužícím k - teploty polty bujícího se plošného útveru při jeho ohřevu nebo sušení.

Radiační teploměr je tvořen pláštěm 1, v němž je uložen detektor £ s blíže neurčenou optickou soustavou, ohraničenou vstupním okénkem J. Na vnější obvodové stěně pláště £ je uložen cWLadicí systém £, tvořený u znázorněného příkladu provedení výměníkem tepla, který je potrubím í spojen s oazoázorně^ým zdrojem chladicího tiskového vzduchu.

Na výstup £ chladicího systému £ je připojeno těleso Z tlakové komory g, které je připevněno k dolní části pláště £. Ve střední části tělesa Z tlakové komory g je vytvořen otvor

g. Těleso Z tlakové komory g je přitom uloženo tak, že osa otvoru g leží v optické ose detektoru £. v dolní části tělesa Z tlakové komory g je přestavitelně uložen prstenec ££. tvořený u příkladného provedení dutým šroubem s vnějším závitem, jehož otvor je souesý s otvorem. - g, vytvořeiým - v tělese Z tlakové komory g a má stejný průměr.

Mezi střední - čás1tí'Zi - tělesa Z ' -tlakové - komory g a prstencem. . 10 - - da - vytvořena - ^^araocová štěrbina 11, sloužící f přivádění. - tlakového vzduchu do otvoru - g - á - - tímto - otvorem - £ - -do' prosto- _e ru 12 mezi radiačním teploměrem a potybuuícím se plošiým útvarem -' 13. ·

Střední část Z1 tělesa Z tlakové komory g, pratece 10 a prstencová štěrbina 11 vytváejí dohromady prstencovou trysku 110.

V prostoru 12 mezi radiačním teploměrem a pohybujícím se plošným útvarem 13. například pásem textilie, se nacházejí zplodiny technologického procesu, které mají tendenci kondenzovat na vstupním okénku J detektoru 2.

Při činnosti teploměru je chladný vzduch z tlakového rozvodu vstupující do teploměru potrubím £ s výhodou proháněn, např· výměníkem tepla chladicího systému 4» čímž je dosaženo velmi Žádoucího ochlazování detektoru, případně i předzesilovače teploměru, nadcházejících se uvnitř pláště 1, nebol signál teploměru a stabilita zesilovače rostou s klesající teplotou teploměru. Částečně ohřátý vzduch pak prochází tlakovou komorou 8 a prochází prstencovou tryskou 110. přičemž na výstppu z ní vytváří kuželový rychlostní útvar.

Veškerý vystupující vzduch se v prostoru za prstencovou tryskou 110 spojuje v jeden vzduchový proud 14. pohybující se v optické ose teploměru, směrem к pohybujícímu se plošnému útvaru 1 3. Vhodným tlakem vzduchu a geometrií prstencové trysky 110 lze docílit, že čistý vzduch neobsahující zplodiny ohřevu či sušení proudí od trysky až téměř к měřenému předmětu, v jehož blízkosti se rozptýlí.

Důsledkem této skutečnosti je pak odstranění nevýhody absorpce záření zplodinami ohřevu či sušení obsaženými ve vnitřním prostoru pece a samožřejmě zabránění kondenzace těchto zplodin na vstupním okénku J detektoru 2.

Pozitivní roli zde hraje okolnost, že při definovaném zorném poli má prostor, v němž může docházet к absorpci infrazáření v prostředí, tvar kužele zužujícího se směrem к detektoru 2, což je zhruba stejný tvar, jaký zaujímá postupně se rozšiřující proud vzduchu 14. vystupující z prstencové trysky 110.

Optimální shody obou prostorů lze dosáznout změnou tlaku na vstupu do prstencové trysky 110 nebo změnou šířky prstencové štěrbiny 11 prstencové trysky 110 a to vhodným přestavením již zmíněného prstence 10, např. u příkladu provedení se přestavení provede natočením dutého šroubu.

Při použití citlivého čidla lze rozměry optické soustavy značně zmenšit oproti obvyklým rozměrům. Následně lze i zmenšit průměr prstencové trysky, a tím i průtok vzduchu tryskou na hodnotu, která nijak podstatně neovlivní tepelnou bilanci pece či sušicí komory.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Vzduchová clona radiačního teploměru pro měření teploty pohybujícího se plošného útvaru při jeho sušení nebo ohřevu, zejména pro měření teploty textilie při sušení a fixaci, uspořádaná před vstupním okénkem detektoru radiačního teploměru, vyznačující se tím, že je tvořena prstencovou tryskou (110), vyústěnou směrem к optické ose radiačního teploměru, přičemž vnější okraj prstencové trysky (110) je vyústěn do tlakové komory (8), obklopující prstencovou trysku (110) po celém jejím vnějším obvodě, přičemž prstencová tryska (110} je uložena souose s optickou osou radiačního teploměru.
2. 2. Vzduchová clona podle bodu 1, vyznačeující se tím, že prstencová tryska (110) je tvořena prostorem mezi dvěma plášti komolých kuželů, jejichž vrcholy leží na optické ose radiačního teploměru v úseku mezi vzduchovou clonou a měřeným plošným útvarem (13).
3. 3· Vzduchová clona podle bodů 1 až 2, vyznačující se tím, že jeden z pláštů komolých kuželů, jejichž pláětě tvoří prstencovou trysku (110), je přestavitelně uložen v tělese (7) tlakové komory (8).
4. 4. Vzduchová clona podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že před tlakovou komorou (8) je připojen chladicí systém (4), obklopující vlastní detektor (2) a optickou soustavu radiačního teploměru, přičemž ke vstupu tohoto výměníku je připojen zdroj tlakového vzduchu o teplotě nižáí, než 25 °C.